+ Sản l−ợng lò chợ khai thác bằng tổ hợp dàn chống - Sản l−ợng khai thác lò chợ một ngày đêm
Ang.đêm =
ck c
T r c m l n
T . .. .γ. . , (phót).
Trong đó:
TC - Thời gian làm việc 1 ca, TC = 8 x 60 = 480 (phút);
n - Số ca làm việc trong ngày đêm (không kể ca củng cố và sửa chữa), n = 2 (ca);
l - Chiều dài lò chợ, l = 60 (m);
m - Chiều dày trung bình của vỉa than, m = 2,1 (m);
γ - Trọng l−ợng thể tích của than, γ = 1,61 (T/m3);
c - Hệ số khai thác, c = 0,95;
r - B−íc khÊu, r = 0,63 (m);
Tck - Thời gian của một chu kỳ công nghệ (phút)
Tck = pt P
y H y
T T V k
r m V
k r + +
−
+ .
. ' 1 , (phót).
k - Hệ số tính đến thời gian dừng máy trong lò chợ, k = 1,16;
rH - Chiều sâu b−ớc khấu đầu tiên, rH = 0,8 (m);
Vy - Vận tốc khi di chuyển đầu công tác (đầu cắt) theo chiều đứng khi cắt, Vy = 0,04 (m/phót);
V’y - Vận tốc khi di chuyển đầu cắt theo ph−ơng ngang,V’y = 0,06 (m/phút);
k - Hệ số định mức thời gian các thao tác chuẩn bị và kết thúc, giải lao cá
Tpt - Thời gian các thao tác phụ trợ, (phút)
Tpt = tnщ + tn.k + tn.n + tc.o , (phót).
tnщ - Định mức thời gian hạ dàn chống; kiểm tra tổ hợp tr−ớc và sau khi hạ (phót), tnщ = 8 ÷ 10 (phót);
tn.k - Thời gian nâng và di chuyển máy bào trong một chu kỳ, tn.k = 8 (phót);
tn.n - Thời gian loại bỏ th−ợng tháo than, tn.n = 10 ữ 20 (phút);
tc.o - Thời gian tạo mép vát thả than chân lò chợ (phút), tc.o = 2 ữ 5;
Tpt = 8 + 8 + 10 + 5 = 31 (phót) Tp - Thời gian chuẩn bị và sửa chữa, (phút/chu kỳ)
Tp =
n
T v k
r m v
k r pt
y H y
.
. , + 1
−
+
, (phót).
TP = 1,06 31 :2 39,1 06
, 0
8 , 0 2 04 , 0
63 , 16 0 ,
1 =
+
−
+ x
x (phót)
Thời gian của 1 chu kỳ công nghệ là:
Tck = 1,16 1,06 31 39,1 117,3 06
, 0
8 , 0 2 04 , 0
63 ,
0 + + =
−
+ x (phót)
Sản l−ợng khai thác lò chợ trong 1 ngày đêm
Ang.đêm = 994
3 , 117
63 , 0 95 , 0 61 , 1 1 , 2 60 2
480x x x x x x = (T)
Xác định số chu kỳ khai thác trong 1 ca:
nc= 4,09
3 , 117
480 = Tck =
Tc (chu kú)
Thiết kế chọn số chu kỳ trong một ca, nc = 4;
Thời gian một chu kỳ thực tế là: Tck = 120 4 480=
= nc
Tc (phót)
Sản l−ợng than khai thác ngày đêm là:
Ang.đêm =
120
63 , 0 95 , 0 61 , 1 1 , 2 60 2
480x x x x x x
x kck , (T).
kck - Hệ số hoàn thành chu kỳ, kck = 0,8;
Ang.đêm =
120
63 , 0 95 , 0 61 , 1 1 , 2 60 2
480x x x x x x x 0,8 = 777 (T) - Công suất khai thác lò chợ
Qnăm = Ang.đêm x N x k , (T/năm).
Trong đó:
N - Số ngày làm việc trong một năm, N = 300 (ngày);
k - Hệ số tính đến thời gian chuyển diện khai thác của một cột; k = 0,9 Qn¨m = 777 x 300 x 0,9 = 207.790 (T/n¨m)
+ Năng suất lao động
Năng suất trực tiếp: NSLĐ = Ang.đêm /n (n - số công nhân trực tiếp khai thác trong lò chợ 1 ngày đêm, n = 48 người).
NSL§ =
48
777 = 16,1 (T/công) + Tiến độ khai thác lò chợ trong một tháng
Tiến độ khai thác lò chợ trong một tháng đ−ợc tính nh− sau:
rt = r . n . N. kck , (m/tháng).
Trong đó:
r - B−ớc khấu lò chợ, r = 0,63 (m);
N - Số ngày làm việc trong tháng, N = 25 (ngày);
kck - Hệ số hoàn thành chu kỳ, kck = 0,8;
rt = 0,63 x 8 x 25 x 0,8 = 100 (m/tháng) + Chi phí gỗ
Gỗ chi phí cho lò chợ chủ yếu phục vụ công tác chống giữ lò th−ợng thông gió, chi phí khấu lò chợ để lắp đặt và tháo dỡ dàn chống, chi phí làm thành chắn phía sau lò chợ để loại bỏ và củng cố lò th−ợng trong quá trình khai thác.
Kết quả chi phí gỗ chống lò th−ợng thể hiện trên bảng 4.10 Bảng 4.10: Chi phí gỗ chống lò th−ợng
TT Tên các chi tiết vì chống
Kích th−ớc (m) Chi phí gỗ cho 12 mét th−ợng ChiÒu
réng
ChiÒu dài
ChiÒu cao/
®−êng kÝnh
Sè l−ợng (thanh)
Khèi l−ợng
(m3)
Hệ số hao hôt khi
c−a xẻ
Khối l−ợng gỗ có kể đến hệ
sè hao hôt (m3)
1 Cét chèng 2,1 0,16 250 10,55 1 10,55
2 Gỗ tấm 0,1 1,86 0,04 120 0,89 1,24 1,11
3 Gỗ tấm 0,1 2,2 0,04 120 1,06 1,24 1,31
4 Gỗ xẻ 0,1 1 0,1 1400 14,00 1,13 15,82
5 Gỗ xẻ 0,1 2 0,1 770 15,40 1,13 17,40
6 Gỗ tấm 0,1 2 0,02 60 0,24 1,24 0,30
Tổng cộng 42,14 46,49
- Chi phí gỗ cho 1 mét th−ợng là:
12 49 ,
46 = 3,78 (m3).
Bảng 4.11: Chi phí gỗ cho khai thác lò chợ lắp đặt dàn chống
TT Tên các chi tiết Kích th−ớc (m) Chi phí
v× chèng
Chiều dài Chiều cao/
®−êng kÝnh
Số l−ợng (thanh)
Khối l−ợng (m3)
1 Cét chèng 2,1 0,16 366 15,45
2 Xà vì chống 2,0 0,16 122 4,90
3 Gỗ văng 1,0 0,10 360 2,83
4 Gỗ chèn 1,2 0,08 1200 7,23
Tổng cộng 30,41
Tổng khối l−ợng gỗ chi phí khai thác một cột là:
- Chi phí gỗ chống 120 m lò th−ợng thông gió.
120 x 3,78 = 453 (m3).
- Chi phí gỗ khai thác lò chợ lắp đặt và tháo dỡ dàn chống:
30,41 x 2 = 60,82 (m3).
(Chi phí gỗ cho công tác tháo dỡ dàn chống tạm tính bằng chi phí gỗ cho công tác khai thác lò chợ lắp đặt dàn chống).
- Chi phí gỗ làm thành chắn phía sau lò chợ để loại bỏ và củng cố lò th−ợng tháo than trong quá trình khai thác, thiết kế tạm tính bằng 20% chi phí gỗ chống lò th−ợng là: 453 x 20% = 90,6 (m3)
Tổng cộng khối l−ợng gỗ khai thác một cột là: 604 (m3).
Sản l−ợng than khai thác một cột là:
Qcét = Lc x mk x hc x c x γ , (T).
Trong đó:
Lc - Chiều dài g−ơng lò chợ của một cột, Lc = 60 (m);
mk - Chiều cao khấu của g−ơng lò chợ, mk = 2,1 (m);
hc - Chiều dài khấu lò chợ của một cột theo h−ớng dốc, hc = 109 (m);
Qcét = 60 x 2,1 x 109 x 0,95 x 1,61 = 21.006 (T) Chi phí gỗ cho 1000 tấn than: 604/21.006 x 1000 = 28,7 (m3) + Chi phí mét lò chuẩn bị
- Số mét lò chuẩn bị tính cho lò chợ vỉa 6 Đông Nam bao gồm: lò dọc vỉa thông gió mức +25, lò dọc vỉa vận tải mức -80, lò th−ợng khởi điểm, chiều dài các
đ−ờng lò nh− sau:
Lò dọc vỉa thông gió mức +25 là 510 (m).
Lò dọc vỉa vận tải mức -80 là 540 (m).
Lò th−ợng khởi điểm mức -80ữ +25 là 120 (m).
Tổng cộng: 1170 (m).
- Sản l−ợng than lấy đ−ợc từ khu vực lò chợ:
Sản l−ợng than lấy đ−ợc từ khu vực lò chợ bao gồm sản l−ợng than khai thác từ lò chợ và sản l−ợng than lấy đ−ợc từ công tác đào lò chuẩn bị.
Q = Qc + Qcbị , (T).
+ Sản l−ợng than khai thác từ lò chợ.
Qc = nc . Lc. mk . hc. c. γ , (T).
Trong đó:
nc - Số cột khai thác của khu vực lò chợ, nc = 8 (cột);
Lc - Chiều dài lò chợ theo ph−ơng, Lc = 60 (m);
mk - chiều cao khấu lò chợ mk = 2,1 (m);
hc - Chiều dài khai thác lò chợ của một cột theo h−ớng dốc, hc = 109 m (bằng chiều cao tầng trừ đi chiều cao lò dọc vỉa vận tải 3 m và 8 m để lại làm trụ bảo vệ ở lò dọc vỉa vận tải mức -80).
c - Hệ số khai thác, c = 0,95;
γ - Trọng l−ợng thể tích của than, γ = 1,61 (T/m3);
Qc = 8 x 60 x 2,1 x 109 x 0,95 x 1,61 = 168.049 (T)
+ Sản l−ợng than lấy đ−ợc từ công tác đào lò chuẩn bị, bao gồm sản l−ợng lấy đ−ợc từ đào lò dọc vỉa thông gió mức +25, ga và lò dọc vỉa vận tải mức -80, lò th−ợng khởi điểm của lò chợ. Trong đó sản l−ợng từ đào lò dọc vỉa trừ 30% đá (do trong quá trình đào phải cắt vào đá vách và trụ vỉa).
Qcbị = [(510 +540) x 8,4 x 70% +(9,5 x 120)] x 0,95 x 1,61 Qcbị = 11.186 (T)
Sản l−ợng than lấy đ−ợc từ khu vực lò chợ là:
Q = 168.049 +11.186 = 179.235 (T) Chi phí lò chuẩn bị cho 1000 tấn than là:
Ccbi =
235 . 179
1170 x1000 = 6,5 (m) + Chi phí dầu nhũ hoá
Khối l−ợng dầu nhũ hoá cho lò chợ đ−ợc tính dựa trên cơ sở kinh nghiệm của Trung Quốc và lò chợ cơ giới hóa đồng bộ ở Công ty than Khe Chàm. Khối l−ợng dung dịch nhũ hoá cấp cho lò chợ hàng tháng thay 3 lần. Thùng dung dịch của trạm bơm nhũ t−ơng trong dây chuyền có dung tích 1600 lít, một tháng thay 3 lần là 4800 lít dung dịch. Dầu nhũ hoá sử dụng cho dây chuyền thiết kế tạm tính là loại t−ơng
đ−ơng với dầu MDT của Trung Quốc, tỷ lệ dung dịch lấy 5%. Nh− vậy một tháng khối l−ợng dầu cần chi phí 4800 lít x 5% = 240 lít, tính thêm 10% l−ợng dầu hao hụt sẽ là: 240 lít x 1,1 = 264 lít/tháng, t−ơng đ−ơng 264 lít x 0,9 kg = 237,6 kg.
Sản l−ợng khai thác trong tháng bình quân là:
207.790 tấn/12 tháng = 17.316 tấn/tháng.
Chi phí dầu nhũ hoá cho 1000 tấn than là:
316 1000 . 17
6 ,
237 x = 13,7 (kg) + Chi phí n−ớc sạch
- Nước để pha dung dịch nhũ hoá: với nồng độ dung dịch 5% từ đó tính được lượng nước cần thiết để pha dung dịch nhũ hoá trong 1 tháng là:
4800 lít/tháng x 95% = 4.560 lít/tháng = 182,4 lít/ng.đ = 0,182 m3/ng.đêm.
- Nước làm mát máy bào trong quá trình khai thác dự tính: 10 m3/ngày-đêm.
Tổng cộng khối lượng nước sạch 1 ngày đêm là 10,182 m3, với sản lượng 1 ngày đêm là 777 T, tính được chi phí nước sạch là: 13,1 m3/1000 T.
+ Chi phí răng cắt của máy bào
Chi phí răng cắt phụ thuộc vào độ cứng của than và đất đá kẹp trong vỉa. ở
đây thiết kế tạm tính chi phí răng cắt là: 3 răng/1000T.
+ Chi phÝ khÝ nÐn
Khối l−ợng khí nén cung cấp cho lò chợ thử nghiệm dùng để chạy búa chèn trong công tác đào lò th−ợng khởi điểm và khai thác lò chợ tạo khám lắp đặt tổ hợp dàn chống trong mỗi cột.
- L−ợng khí nén phục vụ công tác đào th−ợng khởi điểm:
Lò th−ợng khởi điểm có chiều dài 120 m (lò chợ vỉa 6), thiết kế dự tính trong mỗi ca đào, chống đ−ợc 1 m lò th−ợng. Bố trí thời gian sử dụng búa chèn cho công tác phá gương để đào 1 m lò thượng là 60 phút. Như vậy lượng khí ép tiêu thụ để đào 120 m sẽ là:
Qt = Lt x qb x t , (m3).
Trong đó:
Lt - Chiều dài lò th−ợng cột, Lt = 120 (m);
qb- L−ợng khí nén búa chèn tiêu thụ trong 1 phút, qb = 1,8 (m3/ph);
t - Thời gian sử dụng búa chèn phá gương để đào 1m lò thượng, t = 60 (phút);
Qt = 120 x 1,8 x 60 = 12.960 (m3)
- Tính toán khối l−ợng khí ép phục vụ khai thác lò chợ tạo khám lắp đặt tổ hợp dàn chống trong mỗi cột:
Khai thác lò chợ tạo khám lắp đặt tổ hợp dàn chống có kích thước như sau:
chiều dài lò chợ theo ph−ơng 60 m, chiều dài lò chợ theo chiều dốc 4,0 m (vị trí khám khấu tiếp giáp với lò thông gió mức +25). Tiến độ khấu chống khám khấu 1,0 m/vì, chống bằng gỗ thìu dọc (gồm 2 xà gỗ, mỗi xà dài 2,0 m, chống ba cột gỗ). Thiết kế dự tính trong mỗi ca đào, chống đ−ợc 1 luồng. Bố trí thời gian sử dụng búa chèn cho công tác phá gương để khấu 1 luồng là 60 phút. Như vậy lượng khí ép tiêu thụ để khai thác 60 m khám sẽ là:
Qk = 60 x 1,8 x 60 = 6.480 (m3)
Tổng l−ợng khí nén chi phí cho công tác khai thác lò chợ CGH là:
Q = 1,2.(Qt + n x Qk) , (m3).
Trong đó:
n - Là số l−ợng cột khai thác của khu vực lò chợ CGH; n = 8 1,2 - Hệ số dự phòng.
Q = 1,2x(12.960 + 8 x 6.480) = 77.760 (m3) Chi phí khí nén cho 1000 tấn than khai thác của lò chợ:
CK = x1000 A
Q , (m3).
Trong đó:
A - Sản l−ợng than khai thác từ lò chợ thử nghiệm A = 179.640 (T).
CK = 1000 640 . 179
760 .
77 x = 433 (m3).
+ Tổn thất than công nghệ
Tổn thất than ông nghệ đ−ợc tính theo công thức.
100
1 x
Z Q
lc
−
η = , (%)
Trong đó:
Qkt - Sản l−ợng than khai thác đ−ợc từ khu vực lò chợ, bao gồm: đào lò chuẩn bị và khai thác lò chợ tính cả đá kẹp; Qkt = 179.640 (T).
kđk - Hệ số đá kẹp trong vỉa; kđk =
tv dk
m m =
1 , 2
28 ,
0 100% = 13,3 %.
mđk - chiều dày đá kẹp trong vỉa, mđk = 0,28 mét.
mtv - chiều dày toàn vỉa kể cả đá kẹp, mtv = 2,1 mét.
Q = Qkt x k®k = 179.640 x (1 - 0,133) = 155.748 tÊn;
Zlc - Trữ l−ợng địa chất của khu vực lò chợ, Zlc = 219.088 tấn;
088 100 . 219
748 . 1 155 x
−
η = = 28,9 (%)
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của lò chợ xem bảng 4.12.
Bảng 4.12: Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của công nghệ
TT Tên chỉ tiêu Đơn vị
Khối l−ợng Vỉa6 ĐN Vỉa7
Đông khu
§N
1 Chiều dày trung bình vỉa m 2,1 1,7
2 Góc dốc trung bình vỉa độ 61 63
3 Trọng l−ợng thể tích của than T/m3 1,61 1,46
4 Chiều dài g−ơng lò chợ của một cột m 60 60
5 Chiều dài theo h−ớng dốc của một cột m 120 118
6 Chiều cao khấu lò chợ m 2,1 1,7
7 Chiều dài theo ph−ơng của khu vực lò chợ m 540 420
8 Chiều rộng luồng khấu m 0,63 0,63
9 Tiến độ khai thác một ngày đêm m 4,0 4,0
10 Vật liệu chống lò chợ: Tổ hợp dàn chống 2ANSH 2ANSH
11 Sản l−ợng lò chợ ngày đêm T/ng-đ 777 570
12 Hệ số hoàn thành chu kỳ - 0,8 0,8
13 Tốc độ tiến gương lò chợ m/tháng 100 100
14 Công suất khai thác lò chợ T/năm 207.790 153.900 15 Số công nhân khai thác lò chợ ngày đêm người 48 48
16 Năng suất lao động trực tiếp T/công 16,1 11,8
17 Chi phí gỗ cho 1000 tấn than m3 28,7 39,3
18 Chi phí lò chuẩn bị cho 1000 tấn than m 6,5 9,3 19 Chi phí dầu nhũ hoá cho 1000 tấn than kg 13,7 18,5 20 Chi phí n−ớc sạch cho 1000 tấn than m3 13,1 17,8 21 Chi phí răng khấu cho 1000 tấn than cái 3,0 3,0
22 Chi phÝ khÝ nÐn cho 1000 tÊn than m3 433 520
23 Tổn thất than % 28,9 28,6
KÕt LuËn
1.Việc khai thác các vỉa dốc đứng có chiều dầy trung bình là rất khó khăn và phức tạp. Các công nghệ khai thác đang đ−ợc áp dụng trong các mỏ hầm lò ở Việt Nam để khai thác các vỉa dốc đứng có chiều dày trung bình ch−a đáp ứng đ−ợc các yêu cầu về mặt kỹ thuật và kinh tế: Chi phí cho đào lò và bảo vệ các lò lớn, công tác thông gió phức tạp, năng suất lao động thấp, tổn thất tài nguyên lớn, mức độ an toàn ch−a cao.
2. Theo đánh giá tổng hợp điều kiện địa chất kỹ thuật trữ l−ợng vùng than Quảng Ninh có khoảng hơn 3 tỷ tấn, trong đó trữ l−ợng than thuộc các vỉa dốc đứng chiếm hơn 30%. Tại khoáng sàng than Mạo khê các vỉa dốc đứng chiếm một tỷ lệ đáng kể 47,5% trữ l−ợng trong đó các vỉa dầy là 51% còn lại 49% là các vỉa dày trung bình. Cho nên việc nghiên cứu và lựa chọn công nghệ khai thác đảm bảo yêu cầu về mặt kinh tế và kỹ thuật để khai thác các vỉa dốc đứng có chiều dày trung bình khu vực Mạo Khê là rất cần thiết.
3. ở điều kiện vỉa than dày trung bình trong khoảng 1,8 ữ 2,5 m, góc dốc vỉa từ 45 ữ 90o, một số n−ớc nh− Nga, Ukraina đr đ−a vào áp dụng sơ
đồ khai thác cột dài theo hướng dốc; công nghệ tại gương khấu sử dụng tổ hợp cơ giới hoá bằng dàn tự hành với máy bào than. Ưu điểm của sơ đồ công nghệ khai thác cột dài theo h−ớng dốc là giảm đ−ợc các nguy cơ mất an toàn từ sự sập đổ đá vách trong quá trình khai thác các vỉa mỏng đến dày trung bình, dốc nghiêng đến dốc đứng nhờ bộ phận khấu than có bước khấu nhỏ và dịch chuyển tổ hợp nhờ cơ cấu tự tr−ợt theo chiều dốc do tác
động của khối đất đá sập đổ phía trên dàn và tự trọng của tổ hợp dàn chống. Căn cứ vào điều kiện địa chất mỏ, trên cơ sở đặc tính kỹ thuật của các tổ hợp thiết bị khai thác, luận văn đề xuất chọn tổ hợp 2ANSH hoặc
loại có đặc tính kỹ thuật tương đương để áp dụng trong khai thác vỉa than dốc đứng có chiều dày trung bình khu vực Mạo Khê.
4. Trong điều kiện vỉa 6, vỉa 7 khu cánh Nam – Mạo Khê, áp dụng công nghệ khai thác cột dài theo h−ớng dốc khấu than bằng cơ giới chống giữ bằng tổ hợp dàn chống 2ANSH, theo tính toán đr đáp ứng đ−ợc các yêu cầu về chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật khi khai thác. Năng suất lao động 16 tấn/ng-ca; tổn thất than thấp, mức độ an toàn cao( Bảng 4.12 ).
5. Theo kết quả tính toán, việc áp dụng thiết bị cơ giới hoá 2ANSH để khai thác các vỉa dốc đứng có chiều dày trung bình